1.2 Mat的記憶體管理

影象資料量大，不妥善管理好記憶體會產生很大的問題。OpenCV1.X中多采用C的結構，需要使用者自己管理記憶體，在影象不再使用時呼叫CvRelease。OpenCV2.X中採用C++面向物件的方式，記憶體可以由自動申請和釋放。

1.2.1 影象頭與影象內容

OpenCV中，影象的頭與影象內容是分開的。如下面這段程式碼：

Mat A = Mat::zeros(800,600, CV_8UC3);
Mat B = A;

①Mat::zeros(800,600, CV_8UC3)是一個靜態函式，用於返回一個全部是0的矩陣，該函式返回的MatExpr物件將是一個右值（有記憶體，但沒有變數指向它），暫且我們叫他TMP。

②Mat A = TMP，執行這一行程式碼，需要經歷兩個階段：第一階段，TMP的型別是MatExpr，此處會執行型別轉換函式MatExpr:: operator Mat()；第二階段是Mat A的構造方法，Mat::Mat(constMat& m)，從一個已有的Mat構造新的Mat。該程式碼完成後，TMP作為右值會被銷燬掉。

③Mat B = A 也是執行B的構造方法Mat::Mat(const Mat& m) ，從一個已有的Mat構造新的Mat。

TMP、A、B雖然三個Mat（MatExpr）物件，他們分別有自己的頭，但他們卻只有一個影象內容。影象自己帶有一個計數器，當計數器為0時，資料才有可能銷燬。

1.2.2 記憶體申請

在【core.hpp第1465行】定義了classCV_EXPORTS MatAllocator，他是個抽象類，供使用者自定義申請記憶體的方法，如果使用者沒有指定記憶體申請器，那麼Mat會使用預設的申請方法。

Mat::ones和Mat::zeros兩個函式的記憶體申請在MatExpr轉換為Mat的函式中，見【mat.hpp第1221行】operatorMat() const函式共有三條語句：

operator Mat() const
{
   Mat m;
   op->assign(*this, m);
   return m;
}

Op顯得非常神祕，他是函式操作抽象類，他的子類在matop.cpp中，此處的op是MatOp_Initializer函式初始化操作，在MatOp_Initializer::assign函式中【matop.cpp第1554行】中呼叫了Mat::create函式，從而申請了記憶體。

imread函式則在【loadsave.cpp（sources\modules\highgui\src\loadsave.cpp）第235行】呼叫了mat::create函式。

順帶一提，OpenCV1.x中CvLoadImage中的記憶體申請在【array.cp（sources\modules\core\src\array.cpp）第830行】中呼叫cvAlloc函式。

無論是mat::create函式還是cvAlloc函式，他們都最終指向了同一個函式：【alloc.cp（sources\modules\core\src\alloc.cpp）第62行】fastMalloc函式。

tip:在看這一段程式碼時，看到一個有趣的小函式：

在core.hpp第343行

static inlinesize_t alignSize(size_t sz, int n)
{
    assert((n & (n - 1)) == 0); // n is apower of 2
    return (sz + n-1) & -n;
}

該函式的作用是求不比sz小的數中能被n整除的最小數。這句話比較拗口，舉個例子，sz=23，n=16，那麼23、24、25…中第一個16的倍數是32，那麼答案就是32。再例如，sz=16，n=8，那麼在16、17、18…中第一個8的倍數是16。

如果這個函式讓我寫的話，會寫成下面這個摸樣：

static inlinesize_t alignSize(size_t sz, int n)
{
    assert((n & (n - 1)) == 0); // n is apower of 2
    return ((sz/n)+(sz%n)>0?1:0)*n;
}

原始碼中2個取反、2個加法、一個與運算，而我的程式碼中1個整除、1個取餘、一個判斷、1個乘法，確實我的程式碼遠不如原始碼高效。

解析這個算式：sz + n-1：sz到sz+n-1這n個數中，必有一個數是n的倍數，而這個數就是答案。那麼sz + n-1對n整除就可以得到答案。n是2的整數次方（設K次方），-n在二進位制上表現就是最後K位是0，其他都是1，如4是2的2次方，那麼-4的二進位制表達就是(1111 1111 , 1111 1111 , 1111 1111 , 1111 1100)₂，與這個數做與運算，就是整除操作。

1.2.3 Mat操作中的記憶體

Mat在賦值運算，構造方法裡，都沒有新的記憶體申請。

只有呼叫Mat::copyTo函式，才會產生新的資料。

值得注意的是以下兩種操作。

1）矩陣運算會產生新的記憶體。

如

Mat A;
Mat B;
…//給A、B建立資料
Mat C = A + B;

那麼A + B是MatExpr。MatExpr轉換成Mat往往是產生新的記憶體的。

2）POI操作是不產生新的記憶體的

======待續======